【手続補正書】
【提出日】平成18年1月17日(2006.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  伝動ベルト及びその凹凸量測定方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  ベルト底面がプーリに摩擦接触することで該プーリとの間での動力伝達を行うようにした伝動ベルトであって、
上記ベルト底面において、ベルト厚さ方向のベルト本体側に陥没した状態の凹部と、該凹部にベルト長さ方向に隣接し、ベルト厚さ方向のベルト本体とは反対の側に隆起した状態の凸部との間のベルト厚さ方向の寸法である各凹凸量が、それぞれ４０μｍ以下とされている
ことを特徴とする伝動ベルト。
【請求項２】  請求項１記載の伝動ベルトにおいて、
ベルト底面は、ベルト本体の加硫成形後に形成されてなる
ことを特徴とする伝動ベルト。
【請求項３】  請求項２記載の伝動ベルトは、各々、ベルト底面にベルト長さ方向に延びるように設けられた複数条のリブがベルト幅方向に並ぶように配置されてなるＶリブドベルトとされている
ことを特徴とする伝動ベルト。
【請求項４】  請求項１，２又は３記載の伝動ベルトの凹凸量を測定するようにした伝動ベルトの凹凸量測定方法であって、
上記伝動ベルトの長さ方向の一部を直線状に延ばした直線部分がベルト底面を上向きにして載置される水平テーブルと、該水平テーブル上のベルト直線部分のベルト底面に接触させるための接触子と、該接触子を水平テーブル上に載置されたベルト直線部分のベルト底面にベルト厚さ方向に変位可能に接触させつつ上記ベルト直線部分に沿って移動させる移動機構と、上記接触子のベルト厚さ方向の変位を検出する検出機構とを備えた２次元形状測定機を用い、
上記移動機構により接触子を水平テーブル上のベルト直線部分に沿って移動させつつ該接触子のベルト厚さ方向の変位を検出機構により検出し、上記接触子のベルト厚さ方向の変位により上記伝動ベルトの凹凸量を測定する
ことを特徴とする伝動ベルトの凹凸量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車エンジンのベルト式補機駆動装置に用いられるＶリブドベルト等の伝動ベルト及びそのベルト厚さむらの測定方法に関し、特にベルト走行に伴って発生する異音を効率よく低減する対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車エンジンのベルト式補機駆動装置の分野では、エンジンの静粛性が改善されるのに伴い、ベルト自体の走行音や振動を低減する対策が必要になってきている。そして、そのような走行音や振動の発生には、ベルトの長さ方向における厚さむらが大きく影響していることが判ってきた。つまり、ベルトがプーリに進入する際に、該プーリと接触するベルト底面の凹凸によりベルト自体が振動することで「ウィーン」といった唸り音を発生するのである。特に、例えばベルト底面に研削加工により形成されたリブを有するＶリブドベルトのように、ベルト本体の加硫成形後にベルト底面が形成される場合には、その形成時に厚さむらが生じ易いことも判ってきた。したがって、そのようなベルト厚さむらをできるだけ少なくする必要がある。
【０００３】
その際に、ベルト厚さむらを零にすることは理想ではあるが、実際には困難である。したがって、上記のような異音を実用上で問題とならないレベルまで低減できる基準値を定め、その基準値に基づいてベルトの品質管理を効率よく行えるようにすることが求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ベルト厚さむらによって異音が発生するということは判っていても、果たして、厚さむらのどのような態様が異音の発生に大きく影響しているのかは定かではない。したがって、異音の低減に結び付くようなベルト厚さむらの数値管理を行うことは実際には困難であると言わざるを得ない。
【０００５】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、自動車エンジンのベルト式補機駆動装置に用いられるＶリブドベルト等の伝動ベルトにおいて、ベルト厚さむらの態様を適正に捉えることで、ベルト厚さむらに起因するベルト走行時の異音の発生を効率よく低減できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、ベルト底面においてベルト長さ方向に相隣る凹凸部間のベルト厚さ方向の寸法である凹凸量が異音の発生に大きく影響しているとの知見に基づき、それら凹凸量を、異音の発生が実用上において問題とならない４０μｍ以下に抑えるようにした。
【０００７】
具体的には、請求項１の発明では、ベルト底面がプーリに摩擦接触することで該プーリとの間での動力伝達を行うようにした伝動ベルトが前提である。
【０００８】
そして、上記ベルト底面において、ベルト厚さ方向のベルト本体側に陥没した状態の凹部と、この凹部にベルト長さ方向に隣接していて、ベルト厚さ方向のベルト本体とは反対の側に隆起した状態の凸部との間のベルト厚さ方向の寸法である各凹凸量Δｘが、それぞれ４０μｍ以下（Δｘ≦４０μｍ）とされているものとする。
【０００９】
上記の構成において、伝動ベルトの底面には、ベルト厚さ方向のベルト本体側に陥没した状態の凹部と、ベルト厚さ方向のベルト本体とは反対の側に隆起した状態の凸部とがベルト長さ方向に交互に位置している。そして、ベルト走行時の異音の発生には、ベルト長さ方向に相隣るそれら凹凸部間のベルト長さ方向の寸法である凹凸量Δｘが大きく影響しており、その凹凸量Δｘが小さくなるのに従って異音も小さくなる傾向がある。その際に、凹凸量Δｘが４０μｍ以下（Δｘ≦４０μｍ）であると、異音は殆ど聞こえないレベルであり、逆に、凹凸量Δｘが４０μｍを超える（Δｘ＞４０μｍ）と僅かではあるが、やはり無視できない程度の異音が発生する。
【００１０】
請求項２の発明では、上記請求項１の発明において、ベルト底面は、ベルト本体の加硫成形後に形成されてなるものとする。
【００１１】
上記の構成において、ベルト底面がベルト本体の加硫成形後に形成されてなるものである場合には、そのベルト底面の形成時に、ベルト走行時の異音の原因となる凹凸が生じ易い。よって、この場合には、上記請求項１の発明での作用は適正に営まれることとなる。
【００１２】
請求項３の発明では、上記伝動ベルトは、各々、ベルト底面にベルト長さ方向に延びるように設けられた複数条のリブがベルト幅方向に並ぶように配置されてなるＶリブドベルトとされているものとする。
【００１３】
上記の構成において、伝動ベルトが、例えば自動車エンジンのベルト式補機駆動装置に用いられるようなＶリブドベルトである場合には、複数のＶリブドプーリの間に巻き掛けられたＶリブドベルトが回行駆動されて各Ｖリブドプーリに進入する際に、該プーリと接触するベルト底面の凹凸により異音が発生する。よって、Ｖリブドベルトのベルト底面における各凹凸量が４０μｍ以下とされることで、そのようなベルト底面の凹凸に起因して発生する異音は低減されるようになる。
【００１４】
請求項４の発明では、上記請求項１〜３の発明に係る伝動ベルトの凹凸量を測定する方法として、上記伝動ベルトの長さ方向の一部を直線状に延ばした直線部分がベルト底面を上向きにして載置される水平テーブルと、この水平テーブル上のベルト直線部分のベルト底面に接触させるための接触子と、この接触子を水平テーブル上に載置されたベルト直線部分のベルト底面にベルト厚さ方向に変位可能に接触させつつベルト直線部分に沿って移動させる移動機構と、上記接触子のベルト厚さ方向の変位を検出する検出機構とを備えた２次元形状測定機を用いるようにする。そして、上記移動機構により接触子を水平テーブル上のベルト直線部分に沿って移動させつつ該接触子のベルト厚さ方向の変位を検出機構により検出し、接触子のベルト厚さ方向の変位により伝動ベルトの凹凸量を測定するようにする。
【００１５】
上記の構成において、２次元形状測定機の水平テーブル上には、伝動ベルトの直線部分が載置され、そのベルト直線部分のベルト底面に接触するように接触子が配置される。そして、移動機構の作動により上記接触子がベルト直線部分に沿って移動すると、接触子は、ベルト直線部分のベルト底面の凹凸形状に応じてベルト厚さ方向に変位し、その変位は検出機構により検出される。したがって、上記移動に伴う接触子のベルト厚さ方向の変位により、伝動ベルトの凹凸量は適正にかつ精度よく測定されることとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図４は、本発明の実施形態に係るＶリブドベルトＴを示しており、このＶリブドベルトＴは、自動車エンジンのベルト式補機駆動装置に用いられる。
【００１８】
上記ＶリブドベルトＴでは、ベルト本体１は、断面矩形状をなすクッションゴム層４と、このクッションゴム層４のベルト底面側（図４の下面側）に配置されたリブゴム層５と、クッションゴム層４のベルト背面側（同図の上面側）に配置された上ゴム層６とを有しており、また、クッションゴム層４内には、ベルト長さ方向に延びかつベルト幅方向に等ピッチに並ぶようにスパイラル状に配置された心線７が埋設されている。このベルト本体１のベルト背面には、帆布層３が上ゴム層６に積層された状態に設けられている。また、ベルト本体１のベルト底面は、ベルト長さ方向に延びるように設けられた複数条（図示する例では３条）のリブ２，２，…がベルト幅方向（同図の左右方向）に所定ピッチをおいて並ぶように配置されてなるリブ面とされており、このベルト底面は、ベルト本体１の加硫成形後に例えば研削加工により形成されてなっている。
【００１９】
そして、本実施形態では、上記ＶリブドベルトＴは、図５に誇張して示すように、ベルト底面（同図の上面）において、ベルト厚さ方向（同図の上下方向）のベルト本体１側（同図の下側）に陥没した状態の凹部２ａ，２ａ，…と、これら各凹部２ａにベルト長さ方向に隣接していて、ベルト厚さ方向のベルト本体１とは反対の側（同図の上側）に隆起した状態の凸部２ｂとの間のベルト厚さ方向の寸法である各凹凸量Δｘが、それぞれ４０μｍ以下（Δｘ≦４０μｍ）とされている。
【００２０】
次に、上記ＶリブドベルトＴの凹凸量Δｘを測定するために用いる２次元形状測定機について、図１〜図３を参照しながら説明する。尚、２次元形状測定機としては、株式会社ミツトヨ製の「コントレーサＣＲ−１０５（商品名）」を使用した。
【００２１】
上記２次元形状測定機は、図２に示すように、水平調整可能に設置された定盤１１を備えており、この定盤１１の上には、上記ＶリブドベルトＴの一部を直線状に延ばした直線部分を載置するための水平テーブル１２が配置されている。この水平テーブル１２は、定盤１１に対しＸ軸方向（同図の左右方向）に移動可能なＸ軸テーブル１３と、このＸ軸テーブル１３上に配置されていて、該Ｘ軸テーブル１３に対しＹ軸方向（Ｘ軸方向と直交する水平方向）に移動可能なＹ軸テーブル１４とからなっている。
【００２２】
具体的には、上記Ｘ軸テーブル１３は、定盤１１上に固定された支持台１５によりＸ軸方向に移動可能に案内支持されている。そして、Ｘ軸テーブル１３の側部には、該Ｘ軸テーブル１３をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸ハンドル１６がＸ軸回りに正逆回転可能に設けられており、このＸ軸ハンドル１６を正逆方向に操作することで、Ｘ軸テーブル１３がＸ軸方向に移動するようになっている。また、Ｘ軸テーブル１３上には、上記Ｙ軸テーブル１４をＹ軸方向に移動可能に案内支持する支持台１７が固定されている。そして、Ｙ軸テーブル１４の一側部（同図の左側部）には、該Ｙ軸テーブル１４をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸ハンドル１８がＹ軸回りに正逆回転可能に設けられており、このＹ軸ハンドル１８を正逆方向に操作することで、Ｙ軸テーブル１４がＹ軸方向に移動するようになっている。
【００２３】
また、上記定盤１１上における水平テーブル１２の一側方（図２の右側方）にはコラム１９が立設されている。このコラム１９には、後述する接触子をベルト直線部分に沿って移動させるための移動機構２０が配置されており、この移動機構２０は、コラム１９により上下方向に移動可能に案内支持されている。また、コラム１９には、送りねじ２１が上下方向に延びるように配置されている。この送りねじ２１はコラム１９により鉛直軸心回りに回転可能に支持されるとともに、移動機構２０の一部に螺合しており、その上端には、該送りねじ２１を軸心回りに正逆回転させて移動機構２０の上下位置を調整するための上下位置調整ハンドル２２が設けられている。
【００２４】
上記移動機構２０の下方には検出機構２３が配置されており、この検出機構２３は移動機構によりＸ軸方向に移動可能に案内支持されている。また、移動機構２０には、検出機構２３をＸ軸方向に移動させるための操作ハンドル２４が該Ｘ軸方向に延びる軸心回りに正逆回転可能に設けられている。この検出機構２３には、Ｘ軸方向に延びるように配置されたロッド２５がＹ軸と直交する鉛直面内で揺動可能に設けられており、このロッド２５の水平テーブル１２の側に突出する一端部には接触子２６が垂設されている。そして、この接触子２６が移動機構２０により移動するのに伴い、該接触子２６の鉛直方向の変位が検出機構２３により検出されるようになっている。
【００２５】
ここで、上記のように構成された２次元形状測定機を用いて行うＶリブドベルトＴの凹凸量Δｘの測定方法を説明すると、ＶリブドベルトＴの一部をＸ軸方向に直線状に延ばしてそのベルト直線部分をベルト底面が上向きとなる状態に水平テーブル１２上に載置し、そのベルト底面に接触子２６の下端を接触させる。そして、接触子２６を移動機構２０によりＸ軸方向に移動させつつ該接触子２６の鉛直方向の変位を検出機構２３により検出し、その変位によりＶリブドベルトＴのベルト底面における凹凸量Δｘを測定するようになされている。
【００２６】
具体的には、上記ＶリブドベルトＴの直線部分は、図１及び図３に拡大して示すように、ベルト底面を上向きにした状態で水平テーブル１２上の治具２７に保持される。そして、１つのリブ２の先端面に接触子２６の下端を接触させ、該リブ２に沿って接触子２を移動させるようになされる。また、接触子２６の移動は、操作ハンドル２４による手動又は動力源を用いて行われる。その際の移動速度は、例えば５０〜３００ｍｍ／ｍｉｎ程度とされる。
【００２７】
したがって、本実施形態によれば、ＶリブドベルトＴのベルト底面において、ベルト長さ方向に相隣る凹凸部２ａ，２ｂ間のベルト厚さ方向における各凹凸量Δｘを、それぞれ４０μｍ以下（Δｘ≦４０μｍ）とするようにしたので、ベルト厚さむらに起因するベルト走行時の異音の発生を効率よく低減することができる。
【００２８】
また、上記ＶリブドベルトＴのベルト底面における凹凸量Δｘの測定方法として、２次元形状測定機を用い、その水平テーブル１２上にベルト直線部分をベルト底面が上向きとなる状態に載置して該ベルト底面に接触子２６を接触させ、接触子２６がベルト直線部分に沿って移動するのに伴う該接触子２６のベルト厚さ方向の変位により測定するようにしたので、高い精度で凹凸量Δｘを測定することができる。
【００２９】
尚、上記実施形態では、ＶリブドベルトＴの場合について説明しているが、本発明は、それ以外の伝動ベルトについても適用することができる。
【００３０】
また、上記実施形態では、２次元形状測定機を用いて凹凸量Δｘを測定するようにしているが、２次元形状測定機の場合と同等程度の精度で測定できるのであれば、それ以外の測定機器を用いて測定するようにしてもよい。
【００３１】
−実験例−
次に、上記実施形態の測定方法により複数のＶリブドベルトのベルト底面における凹凸量を測定するとともに、各ベルトの静粛性を評価するために行った実験について説明する。
【００３２】
サンプルとしては、各々、ベルト長さが１０００ｍｍ，ベルト幅が１７．８０ｍｍ，ベルト厚さが４．３０ｍｍ，リブ高さが２．０ｍｍであって、５条のリブを備えた複数本のＶリブドベルトを用いた。先ず、２次元形状測定機を用いて各ベルト底面の凹凸量Δｘを測定し、その凹凸量Δｘの大きさに応じて５つのグループに分類した。具体的には、第１のグループはΔｘ≦２０μｍ，第２のグループは２０μｍ＜Δｘ≦３０μｍ，第３のグループは３０μｍ＜Δｘ≦４０μｍ，第４のグループは４０μｍ＜Δｘ≦５０μｍ，第５のグループは５０μｍ＜Δｘ≦１２０μｍである。
【００３３】
実験方法としては、図６に模式的に示すように、自動車エンジンのクランク軸に駆動連結されていて、径が１４０ｍｍであるＶリブドプーリからなるクランクプーリ３１と、エンジンのウォータポンプのインペラ軸に連結されていて、径が１１０ｍｍであるＶリブドプーリからなるウォータポンププーリ３２と、径が５５ｍｍであるＶリブドプーリからなるオートテンショナのテンションプーリ３３とが備えられた自動車エンジンのベルト式補機駆動装置を用いた。そして、常温の環境下で、３つのプーリ３１〜３３間にＶリブドベルトを巻き掛けて５０ｋｇｆの初張力を付与しつつ回行駆動し、その際のベルト走行に伴って発生する異音をそれぞれ実験者が聴診器を用いて聴き取るようにし、各ベルトをその聴感毎にランク分けするようにした。
【００３４】
以上の結果を、次の表１に併せて示す。
【００３５】
【表１】
上記の表１から判るように、第１及び第２のグループは全くといっていいほど異音は聴こえなかった。一方、第４及び第５のグループでは、聴診器を用いなくても聴こえるほど異音が大きかった。そして、第３のグループでは、第１及び第２のグループほどではないものの、聴診器を用いても極小さな異音しか聴こえなかった。よって、ベルト底面の凹凸量Δｘを４０μｍ以下（Δｘ≦４０μｍ）に抑えるようにすることで、ベルト走行に伴う異音の発生を実用上において問題にならない程度に低減できることが判る。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、伝動ベルトのベルト底面においてベルト長さ方向に相隣る凹部及び凸部間のベルト厚さ方向の各凹凸量をそれぞれ４０μｍ以下とするようにしたので、そのようなベルト底面の凹凸によるベルト走行時の異音を効率よく低減することができる。
【００３７】
請求項２の発明によれば、上記ベルト底面を、ベルト本体の加硫成形後に形成されてなるものとするようにしたので、上記請求項１の発明による効果を適正に得ることができる。
【００３８】
請求項３の発明によれば、上記伝動ベルトをＶリブドベルトとするようにしたので、上記請求項１の発明による効果を具体的に得ることができる。
【００３９】
請求項４の発明によれば、上記伝動ベルトの凹凸量測定方法として、２次元形状測定機を用い、接触子のベルト厚さ方向の変位により凹凸量を測定するようにしたので、伝動ベルトのベルト底面における凹凸量を適正に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施形態に係るＶリブドベルトのベルト底面における凹凸量の測定状態を誇張して示す縦断面図である。
【図２】
２次元形状測定機の全体構成を示す図である。
【図３】
凹凸量測定時における２次元形状測定機の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】
Ｖリブドベルトの一部を拡大して示す斜視図である。
【図５】
Ｖリブドベルトのベルト底面における凹凸状態を誇張して示す斜視図である。
【図６】
実験例の要領を示す模式図である。
【符号の説明】
２  リブ
２ａ  凹部
２ｂ  凸部
１２  水平テーブル
２０  移動機構
２３  検出機構
２６  接触子
Ｔ  Ｖリブドベルト（伝動ベルト）
Δｘ  凹凸量